JP3984180B2 - Linear actuator, linear actuator manufacturing method, and linear actuator inspection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアアクチュエータ、リニアアクチュエータの製造方法及びリニアアクチュエータの検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
棒状の出力軸を長手方向に前後させるリニアアクチュエータは、直線的な運動を発生して直接対象物に作用させるものとして近年各種機器に搭載されている。出力軸の移動量の制御を高精度に行うリニアアクチュエータとしては、例えば特許文献1の段落(0015)〜(0021)及びその図1に示されたものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−122203号公報
【0004】
図4は、従来のリニアアクチュエータを示す断面図である。
このリニアアクチュエータは、ステッピングモータを応用した機器であり、ステータアセンブリ10と、ロータ20とを備えている。
【0005】
ステータアセンブリ10では、巻線11が巻回されたボビン12を挟んで対向するステータヨーク13a,13bにより、1つのステータが構成され、巻線14が巻回されたボビン15を挟んで対向するステータヨーク16a,16bにより、1つのステータが構成されている。各ステータヨーク13a,13bには、櫛歯状の極歯が形成され、極歯が互い違いになるように、ステータヨーク13a,13bが合掌している。同様に、各ステータヨーク16a,16bにも、極歯が形成され、極歯が互い違いになるように、ステータヨーク16a,16bが合掌している。巻線11,14は、各極歯を励磁するものである。2つのステータが背中合わせに合わされてステータアセンブリ10が構成されている。ステータヨーク13a,13b,16a,16b及びボビン12,15が樹脂で固定され、ステータアセンブリ10が概ね円筒状になっている。ステータアセンブリ10の内周面に、ステータヨーク13a,13b,16a,16bの極歯群が配列されている。
【0006】
ロータ20は、円筒状をなすステータアセンブリ10の中心孔に収納されている。ロータ20も円筒状をなし、複数の磁極を持つロータマグネット21と樹脂22と雌ねじ23とで構成されている。ロータ20の外周面に、ロータマグネット21が配置され、ステータアセンブリ10の極歯と対向している。ロータ20の中心孔の内周面に、雌ねじ23が取付けられている。
【0007】
円筒状のステータアセンブリ10の後端側には、ステータアセンブリ10の中心孔を封止する樹脂製のエンドプレート30が配置されている。エンドプレート30は、ステータアセンブリ10を一体化させた射出成形工程で同時に形成されたものである。エンドプレート30のロータ20側の面には凹部31が形成され、凹部31に玉軸受32が取付けられている。玉軸受32はロータ20を回転自在に支持している。
【0008】
ロータ20の中心孔に、棒状の出力軸40の後端側が挿入されている。出力軸40の後端側には、雄ねじ41が形成され、ロータ20に取付けられた雌ねじ23と螺合している。
【0009】
円筒状のステータアセンブリ10の先端側には、ハウジング50が取付けられている。ハウジング50には、孔51と溝54が形成され、孔51から出力軸40の先端側が移動可能に突出している。ハウジング50には、さらに、孔51に同軸の段差52が形成され、段差52に、玉軸受53が嵌め込まれている。玉軸受53は、ロータ20の先端側を回転自在に支持している。
出力軸40の先端40a側には、ストップピン42が突出して形成されている。これにより、ロータ20が回転すると、出力軸40が長手方向に移動する。
【0010】
このような構成のリニアアクチュエータは、巻線11,14に電流を流すことにより、極歯が励磁され、その極歯と磁力で結合したロータマグネット21がロータ20を回転させる。雌ねじ23と雄ねじ41は、ロータ20の回転運動を出力軸40の直線運動に変換し、出力軸40を例えば先端方向に移動させる。ロータ20の回転方向を変えると、出力軸40が後端方向へ移動する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図4のリニアアクチュエータでは、エンドプレート30を、ステータアセンブリ10を構成する樹脂で構成し、ステータアセンブリ10を一体化させる射出成形で同時に形成したので、凹部31の中心をステータアセンブリ10の中心に精度よく一致させることができる。しかしながら、フロント側の軸受では、ハウジング50に玉軸受53を取付けた後、そのハウジング50をステータアセンブリ10の中心孔に嵌合させて取付ける。そのため、玉軸受53の中心は、部品精度にもよるが、必ずしもステータアセンブリ10の中心とは一致しないという問題があった。即ち、組立て精度がよくなかった。
【0012】
一方、リニアアクチュエータの品質を保証するためには、ロータ20を回転させて発生音を調べ、ステータアセンブリ10とロータ20との間の回転特性を
評価する必要がある。
これに対し、図4のリニアアクチュエータでは、玉軸受53を取付けたハウジング50をステータアセンブリ10に取付けないと、ロータ20を回転させることができない。この状態では、出力軸40がハウジング50に挿通され、その後端側がロータ20の中心孔に収納されている。そのため、ロータ20のステータアセンブリ10に対する回転特性を音で調べようとしても、雄ねじ41と雌ねじ23との間の螺合で発生する雑音により、打ち消され、精度のよい評価ができないということがあった。
【0013】
さらに、先端側或いは後端側へ移動する出力軸40の移動量は、その最大値が制限されており、連続的に同じ方向に移動させることができない。そのため、音による評価を一層困難にしていた。
【0014】
本発明は、組立て精度が高く、かつ、ロータの回転特性の評価を精度高く実施できるリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の第1の観点に係るリニアアクチュエータは、複数の巻線と該各巻線によって励磁される極歯群を持つ複数のステータヨークと樹脂の射出成形により形成されて該複数の巻線及び複数のステータヨークを不可分一体に支持するヨーク支持部材とを含み、中心孔を持つ筒状をなし、該極歯群が中心孔の内周面に配列されたステータアセンブリと、円筒状をなして前記ステータアセンブリの中心孔に収容され、外周面には前記極歯群に所定の隙間を持って対向するマグネットが配置され、内周面には螺旋状の雌ねじが配置されたロータと、前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの後端側で円筒状の前記ロータの後端側を回転自在に支持するエンドプレートと、前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの先端側から突出すると共に該ステータアセンブリに同軸の円筒状をなし、内径が該ステータアセンブリの中心孔の内径よりも大きなフロント部と、
前記フロント部の内周に着脱自在に取付けられ、前記ロータの先端側を回転自在に支持するフロント軸受と、棒状をなし、後端側の外周面には雄ねじが形成され、前記フロント軸受の中心孔を貫通して該後端側が前記ロータの中心孔に収納され、該雄ねじが前記雌ねじと螺合し、該先端側に回転を制御するストップピンを配した出力軸と、前記フロント部の先端で前記出力軸を案内するハウジングと、備える。
【0016】
このような構成を採用したことにより、ロータを支持するエンドプレート及びフロント部が、ステータアセンブリのヨーク支持部材と同じ射出成形で形成されるので、ロータの中心とステータアセンブリの中心とを精度よく一致させることが可能になる。また、出力軸を取付けなくても、フロント軸受をフロント部に取付けてロータを回転させることが可能になり、ロータだけを回転させることにより、その回転特性を評価できる。さらに、ロータのみを回転させるときには、1方向に連続的に回転させることが可能なため、ロータの回転特性の評価や検査を十分に実施できる。
【0017】
なお、前記エンドプレートは凹部を備え、該凹部に取付けられ、前記ロータの後端側を回転自在に支持するエンド軸受をさらに備えてもよい。
また、前記エンドプレートは凹部を備え、該凹部が前記ロータの後端側を回転自在に支持してもよい。
【0018】
上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係るリニアアクチュエータの製造方法は、樹脂の射出成形により、複数の巻線と該各巻線によって励磁される極歯群を持つ複数のステータヨークとを不可分一体に支持する筒状をなし、該極歯群が中心孔の内周面に配列されたステータアセンブリと、該ステータアセンブリの後端側に固定されて前記ステータアセンブリの中心孔の少なくとも一部を塞ぐように配置されたエンドプレートと、前記筒状のステータアセンブリの先端側から冠状に突出した該ステータアセンブリに同軸の円筒状で、その内径が該ステータアセンブリの内径よりも大きいフロント部とを形成し、前記樹脂にて前記ステータアセンブリと前記エンドプレートと前記フロント部を同時に一体成形するステータ製造工程と、円筒状をなし、外周面には前記極歯群と所定の隙間を持って対向するマグネットが配置され、内周面は螺旋状の雌ねじが配置されたロータを形成するロータ製造工程と、前記ロータを前記ステータアセンブリの中心孔に収納するロータ収納工程と、フロント軸受を前記フロント部の内周面に嵌合させ、該フロント軸受及び前記エンドプレートにより、前記ロータを回転自在に支持させるモータ製造工程と、前記モータ製造工程の後に、棒状をなし、後端側の外周面には雄ねじが形成された出力軸を、その後端側から前記フロント軸受の中心孔を貫通させて前記雌ねじに該雄ねじを螺合させ、前記ロータの回転に応じて該出力軸を直線的に移動可能にさせる出力軸取付工程と、前記フロント部の先端で前記出力軸を案内するハウジングを取付けるハウジング取付工程とを、行うことを特徴とする。
【0019】
このような製造方法を講じたことにより、上記本発明の第1の観点に係るリニアアクチュエータが製造可能になる。
なお、前記モータ製造工程と前記出力軸取付工程との間に、前記極歯群を励磁して前記ステータアセンブリに収納された前記ロータを回転させ、該ステータアセンブリと該ロータとの間の回転特性を評価するモータ特性評価工程を、実施してもよい。
【0020】
また、前記モータ特性評価工程は、前記ロータが回転するときに発生する音に基づいて前記回転特性を評価してもよい。
また、前記ロータ収納工程の前に、前記エンドプレートに前記ロータの後端側を回転自在に支持するための軸受を取付けてもよい。
【0021】
上記目的を達成するために、本発明の第3の観点に係るリニアアクチュエータの検査方法は、複数の巻線と該各巻線によって励磁される極歯群を持つ複数のステータヨークと樹脂の射出成形により形成されて該複数の巻線及び複数のステータヨークを不可分一体に支持するヨーク支持部材とを含み、中心孔を持つ筒状をなし、該極歯群が中心孔の内周面に配列されたステータアセンブリと、円筒状をなし、外周面には前記極歯群に所定の隙間を持って対向するマグネットが配置され、内周面は螺旋状の雌ねじが配置され、前記ステータアセンブリの中心孔に収容されたロータと、前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの後端側で円筒状の前記ロータの後端側を回転自在に支持するエンドプレートと、前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの先端側から突出すると共に該ステータアセンブリに同軸の円筒状をなし、内径が該ステータアセンブリの中心孔の内径よりも大きなフロント部と、前記フロント部に着脱自在に取付けられ、前記ロータの先端側を回転自在に支持するフロント軸受と、棒状をなし、後端側の外周面には雄ねじが形成され、前記フロント軸受の中心孔を貫通して該後端側が前記ロータの中心孔に収納され、該雄ねじが前記雌ねじと螺合した出力軸とを、備えるリニアアクチュエータの検査方法において、前記ステータアセンブリの中心孔に前記ロータが収容されると共に前記フロント軸受が前記フロント部に取付けられ、且つ、前記出力軸の後端側が前記ロータの中心孔に収納されていない状態で、前記巻線により前記極歯群を励磁して前記ロータを回転させるロータ回転処理と、前記ロータを回転させることにより発生する音に基づき、前記ステータアセンブリに対する前記ロータの回転特性を評価するモータ特性評価処理とを、行うことを特徴とする。
【0022】
このような方法を講じたことにより、出力軸のない状態でロータのみを回転させるので、ロータの回転で発生する音のみが聴取でき、検査の精度が向上する。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す断面図である。
このリニアアクチュエータは、ステータアセンブリ60と、ステータアセンブリ60に対して回転運動するロータ70と、ロータ70の回転運動が変換された直線運動をする出力軸80とを備えている。
【0024】
ステータアセンブリ60では、巻線61が巻回されたボビン62を挟んで対向するステータヨーク63a,63bにより、1つのステータ63が構成され、巻線64が巻回されたボビン65を挟んで対向するステータヨーク66a,66bにより、1つのステータ66が構成されている。各ステータヨーク63a,63bには、櫛歯状の極歯が形成され、極歯が互い違いになるように、ステータヨーク63a,63bが合掌している。同様に、各ステータヨーク66a,66bにも、極歯が形成され、極歯が互い違いになるように、ステータヨーク66a,66bが合掌している。巻線61,64は、各ステータ63,66の極歯を励磁するものである。
【0025】
2つのステータ63,66が背中合わせに合わされてステータアセンブリ60が構成されている。ステータヨーク63a,63b,66a,66b及びボビン62,65が、ヨーク支持部材67によって不可分一体に支持され、ステータアセンブリ60は、概ね円筒状をなしている。ヨーク支持部材67は、樹脂68の射出成形により、形成されている。
【0026】
ステータアセンブリ60の中心孔に面する内周面に、ステータヨーク63a,63b,66a,66bの極歯群が配列されている。ステータヨーク63a,63bの極歯は、ステータヨーク66a,66bの極歯に対して、2相駆動ができるように、適宜に位相がずらされている。
【0027】
ロータ70は、ステータアセンブリ60の中心孔に収納されている。ロータ70も円筒状をなし、複数の磁極を持つロータマグネット71と、樹脂72と、雌ねじ73とで構成されている。ロータ70の外周面に、複数の磁極を持つロータマグネット71が配置され、これらがステータアセンブリ60の極歯と対向している。ロータ70の中心孔の内周面には、雌ねじ73が取付けられている。
【0028】
円筒状のステータアセンブリ60の後端60b側には、ステータアセンブリ60の中心孔を封止するエンドプレート90が配置されている。エンドプレート90は、ステータアセンブリ60のヨーク支持部材67を形成した樹脂68で構成され、ステータアセンブリ60と一体になっている。エンドプレート90は、ヨーク支持部材67を形成するのと同じ射出成形工程で形成されている。
【0029】
エンドプレート90のロータ70側の面には、凹部91が形成され、凹部91には、玉軸受92が取付けられている。玉軸受92はロータ70を回転自在に支持している。
【0030】
ロータ70の中心孔に、棒状の出力軸80の後端80b側が挿入されている。出力軸80の後端80b側には、雄ねじ81が形成され、雄ねじ81がロータ70に取付けられた雌ねじ73と螺合している。出力軸80の先端80a側には、ストップピン82が突出して形成されている。
【0031】
ステータアセンブリ60の先端60a側には、ステータアセンブリ60に固定された円筒状のフロント部100が設けられている。フロント部100は、ヨーク支持部材67と同じ射出形成工程で形成され、樹脂68で構成されている。フロント部100の内径は、円筒状のステータアセンブリ60の内径よりも大きく、フロント部100の内周面には、中空型の玉軸受101が嵌入されている。玉軸受101は、ロータ70を回転自在に支持し、さらに、その中心には、出力軸80が移動自在に挿通され、出力軸80の先端80a側が、フロント部100から突出している。
【0032】
ステータアセンブリ60の先端60a側には、ハウジング110が被せられ、ている。ハウジング110には、中心孔111が出力軸80を移動自在に支持しており、その中心孔111から出力軸80の先端80aが突出し、ハウジング110が、フロント部100の外周面と玉軸受101の先端側、つまり、出力軸80の先端80aを向く面とを、封止している。ハウジング110の内周面には、出力軸80の長手方向に沿う溝112が形成され、ストップピン82が溝112をガイドとして移動する。これらにより、ロータ70が回転すると、出力軸80が軸方向、つまり、長手方向に直線運動する。
【0033】
次に、図2を参照しつつ、リニアアクチュエータの製造方法を、検査工程を含めて説明する。
図2は、リニアアクチュエータの製造方法を示すフローチャートである。
図1のリニアアクチュエータを製造する場合には、図2のステータ製造工程P1によって、ステータアセンブリ60と、エンドプレート90と、フロント部100とを形成する。
【0034】
このステータ製造工程P1では、巻線61が巻回されたボビン62を挟んだ状態のステータヨーク63a,63bと、巻線64が巻回されたボビン65を挟んだ状態のステータヨーク66a,66bとを金型の所定位置にセットし、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)の樹脂68の射出成形を行う。この射出成形により、巻線61,64が巻回されたボビン62,65及びステータヨーク63a,63b,66a,66bが、樹脂68によって不可分一体に支持され、ステータアセンブリ60が形成される。これと同時に、ステータアセンブリ60に固定されたエンドプレート90と、ステータアセンブリ60から冠状に突出した円筒形のフロント部100が形成される。
【0035】
ロータ製造工程P2では、複数のロータマグネット71と、雌ねじ73と、マグネットストッパ74とを金型の所定の位置にセットし、PBT等の樹脂72の射出成形を行う。ロータマグネット71は、マグネットストッパ74により、位置決めされ、円筒状のロータ70が形成される。
【0036】
ステータ製造工程P1及びロータ製造工程P2の後に、モータ組立工程P3を行う。モータ組立工程P3は、ロータ収納工程とモータ製造工程とから成る。ロータ収納工程では、ロータマグネット71に複数の磁極を着磁した後、エンドプレート90の凹部91に玉軸受92を嵌入させる。そして、円筒状のロータ70をステータアセンブリ60の中心孔に収納する。モータ製造工程では、玉軸受101をフロント部100に嵌入させる。これにより、ロータ70が玉軸受92,101により、回転自在に支持された状態になる。即ち、出力軸80が組込まれていない、モータが形成されることになる。
【0037】
モータ組立工程P3が終了した後、モータ特性評価工程P4において、巻線61,64に電流を流し、ステータヨーク63a,63b,66a,66bを励磁し、ロータ70をステータアセンブリ60に対して回転させる。そして、ロータ70が回転することにより発生する音から、ロータ70の回転特性を評価する。異常音が発生するものは不良品となり、例えば分解した後に再度モータ製造工程へ送られ、ロータ70を交換する等の処理が、行われる。
【0038】
モータ特性評価工程P4の後の出力軸取付工程P5により、雄ねじ81が後端80b側に形成された出力軸80の後端80b側を、玉軸受101の中心孔に挿通させ、出力軸80の後端80b側をロータ70の中心孔に収納する。このとき、出力軸80を回転させることにより、雌ねじ73に雄ねじ81が螺合する。このようにして出力軸80を取付けた後、ハウジング取付工程P6により、ハウジング110をステータアセンブリ60に取付ける。ハウジング110を取付ける際には、ステータアセンブリ60の先端60a側に、溶接等で取付け金具113を取付けておき、ハウジング110をステータアセンブリ60の先端60aに当接した状態で取付金具113を折り曲げ、ハウジング110を係止させる。以上により、リニアアクチュエータが完成する。
【0039】
以上のような本実施形態のリニアアクチュエータでは、以下のような効果を奏する。
(1) ステータアセンブリ60、フロント部100、エンドプレート90を同じ射出工程で形成するので、ステータアセンブリ60の中心軸に玉軸受92、玉軸受101の中心を精度よく一致させることができる。
(2) エンドプレート90の凹部91に玉軸受92を嵌入し、ロータ70をステータアセンブリ60の中心孔に収納し、玉軸受101をフロント部100に取付けると、出力軸80を持たないモータが実現できる。この状態でロータ70を回転させれば、出力軸80のないモータとしてロータ70を回転させることができる。よって、出力軸80があることによって生じる音が混じらないので、ロータ70とステータアセンブリ60との間の干渉音のみを聴取することができ、ロータ70の回転特性を感度よく、評価することができる。
【0040】
(3) 出力軸80を持たない状態でロータ70を回転させることができるので、従来のように出力軸80の移動距離によって制限されることなく、連続的にロータ70を回転させることができる。そのため、ロータ70の回転特性の評価がやりやすくなる。
(4) 出力軸80を取付けない状態でロータ70の回転特性を評価できるので、完成品に成る前に不具合を早く発見できる。不具合が発見された場合でも、例えばロータ70を取替える等の処理が採れるので、すべての部品を無駄にすることを防止できる。
【0041】
[第2の実施形態]
図3は、本発明の第2の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す断面図であり、図1中の要素と共通する要素には共通の符号を付している。
【0042】
このリニアアクチュエータは、第1の実施形態のエンドプレート90をエンドプレート120に変換し、玉軸受92を削減したものである。
エンドプレート120は、ステータアセンブリ60のヨーク支持部材67を形成した樹脂68で構成され、ヨーク支持部材67を形成する射出成形工程で製造されたものである。
【0043】
エンドプレート120には、ステータアセンブリ60の中心孔に同軸の凹部121が形成され、該凹部121がロータ70を回転自在に支持している。他の構成は、第1の実施形態のリニアアクチュエータと同じである。
【0044】
このような本実施形態のリニアアクチュエータでは、エンドプレート120の凹部121がロータ70を回転自在に支持するので、第1の実施形態の玉軸受92が不要になり、部品点数を削減できる。なお、凹部121の中心は、エンドプレート120をヨーク支持部材67を形成する射出成形で形成することで、ステータアセンブリ60の中心に精度高く一致させることが可能であり、リニアアクチュエータの精度は、第1の実施形態と同様である。
【0045】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば、第1の実施形態及び第2の実施形態で用いた玉軸受101は、滑り軸受に変更してもよい。また、ロータ製造工程とステータ製造工程とは、いずれが先に行われてもよい。また、ロータ70のステータアセンブリ60に対する回転特性は、音で評価するばかりでなく、他の方法で評価してもよい。この場合でも、出力軸80が取付けられない状態であれば、ロータ70の純粋な回転特性が得られる。
【0046】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、ステータアセンブリとロータとエンドプレートとフロント部とフロント軸受と出力軸とを備え、エンドプレート及びフロント部は、ステータ支持部材を形成する射出成形によって形成したので、ロータの軸とステータアセンブリの軸とを精度高く一致させることができる。また、ロータがエンドプレートとフロント部に取付けられたフロント軸受とによって回転自在に支持されるので、出力軸のない状態でロータの回転特性等が評価できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図2】リニアアクチュエータの製造方法を示すフローチャートである。
【図3】本発明の第2の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図4】従来のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【符号の説明】
60 ステータアセンブリ
61,64 巻線
63a,63b,66a,66b ステータヨーク
67 ヨーク支持部材
68 樹脂
70 ロータ
71 ロータマグネット
73 雌ねじ
80 出力軸
81 雄ねじ
90,120 エンドプレート
92,101 玉軸受
100 フロント部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear actuator, a method for manufacturing a linear actuator, and a method for inspecting a linear actuator.
[0002]
[Prior art]
In recent years, linear actuators that move a rod-shaped output shaft back and forth in the longitudinal direction have been mounted on various devices in order to generate a linear motion and directly act on an object. Examples of the linear actuator that controls the movement amount of the output shaft with high accuracy include those shown in paragraphs (0015) to (0021) of FIG.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-122203
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional linear actuator.
This linear actuator is a device to which a stepping motor is applied, and includes a
[0005]
In the
[0006]
The
[0007]
A
[0008]
The rear end side of the rod-
[0009]
A
A stop pin 42 protrudes from the distal end 40 a side of the
[0010]
In the linear actuator having such a configuration, when a current is passed through the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional linear actuator of FIG. 4, the
[0012]
On the other hand, in order to guarantee the quality of the linear actuator, it is necessary to rotate the
On the other hand, in the linear actuator of FIG. 4, the
[0013]
Furthermore, the maximum amount of movement of the
[0014]
An object of the present invention is to provide a linear actuator that has high assembly accuracy and can accurately evaluate the rotational characteristics of a rotor.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a linear actuator according to a first aspect of the present invention is formed by injection molding of a plurality of stator yokes having a plurality of windings and pole teeth excited by the respective windings, and a resin. And a yoke support member that inseparably supports the plurality of windings and the plurality of stator yokes, has a cylindrical shape with a center hole, and the pole teeth are arranged on the inner peripheral surface of the center hole. And a cylindrical shape accommodated in the center hole of the stator assembly, a magnet facing the pole teeth group with a predetermined gap is disposed on the outer peripheral surface, and a helical female screw is disposed on the inner peripheral surface And an end plate that is integrally formed with the yoke support member by injection molding of the resin and rotatably supports the rear end side of the cylindrical rotor at the rear end side of the cylindrical stator assembly. And a yoke support member formed integrally by injection molding of the resin, projecting from the distal end side of the cylindrical stator assembly, forming a coaxial cylindrical shape with the stator assembly, and having an inner diameter of the stator assembly A front part larger than the inner diameter of the center hole;
The front portion detachably mounted an inner periphery of a full Ronto bearing you rotatably supporting the tip side of the rotor, a bar shape, the male screw is formed on the outer circumferential surface of the rear end, the front bearing The rear end side of the rotor is housed in the center hole of the rotor, the male screw is screwed with the female screw, and a stop pin for controlling rotation is arranged on the tip side, and the front portion And a housing for guiding the output shaft at the tip thereof.
[0016]
By adopting such a configuration, the end plate and front part that support the rotor are formed by the same injection molding as the yoke support member of the stator assembly, so the center of the rotor and the center of the stator assembly coincide with each other with high precision. It becomes possible to make it. Further, even if the output shaft is not attached, the front bearing can be attached to the front portion and the rotor can be rotated, and the rotation characteristics can be evaluated by rotating only the rotor. Furthermore, since only the rotor can be rotated in one direction, it is possible to sufficiently evaluate and inspect the rotor rotation characteristics.
[0017]
The end plate may include a recess, and may further include an end bearing attached to the recess and rotatably supporting the rear end side of the rotor.
The end plate may include a recess, and the recess may rotatably support the rear end side of the rotor.
[0018]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a linear actuator according to a second aspect of the present invention includes a plurality of stators having a plurality of windings and pole teeth group excited by each winding by resin injection molding. A stator assembly that inseparably supports the yoke is formed, and the pole teeth are arranged on the inner peripheral surface of the center hole, and fixed to the rear end side of the stator assembly, An end plate disposed so as to close at least a portion, and a cylindrical shape coaxial with the stator assembly protruding in a crown shape from the tip side of the cylindrical stator assembly, the inner diameter of which is larger than the inner diameter of the stator assembly a Department form, the stator manufacturing process simultaneously integrally molding the stator assembly and the end plate and the front portion in the resin A rotor manufacturing process that forms a cylindrical shape, a magnet facing the pole tooth group with a predetermined gap is disposed on the outer peripheral surface, and a rotor in which a spiral female screw is disposed on the inner peripheral surface; and the rotor a rotor housing step of housing the center hole of the stator assembly, motor off Ronto bearing is fitted to the inner peripheral surface of the front portion by the front bearing and the end plate, for rotatably supporting the low data After the manufacturing process and the motor manufacturing process, an output shaft having a rod shape and having a male screw formed on the outer peripheral surface on the rear end side is passed through the center hole of the front bearing from the rear end side to the female screw. An output shaft mounting step for screwing a male screw so that the output shaft can move linearly according to the rotation of the rotor, and a housing for guiding the output shaft at the front end of the front portion A housing mounting process that is characterized by performing.
[0019]
By taking such a manufacturing method, the linear actuator according to the first aspect of the present invention can be manufactured.
In addition, between the said motor manufacturing process and the said output shaft attachment process, the said pole tooth group is excited and the said rotor accommodated in the said stator assembly is rotated, The rotation characteristic between this stator assembly and this rotor You may implement the motor characteristic evaluation process which evaluates.
[0020]
The motor characteristic evaluation step may evaluate the rotation characteristic based on a sound generated when the rotor rotates.
Further, a bearing for rotatably supporting the rear end side of the rotor may be attached to the end plate before the rotor storing step.
[0021]
In order to achieve the above object, a linear actuator inspection method according to a third aspect of the present invention includes a plurality of stator yokes having a plurality of windings and pole teeth excited by the respective windings, and resin injection molding. And a yoke support member that inseparably supports the plurality of windings and the plurality of stator yokes, has a cylindrical shape with a center hole, and the pole teeth are arranged on the inner peripheral surface of the center hole. The stator assembly has a cylindrical shape, a magnet facing the pole teeth group with a predetermined gap is disposed on the outer peripheral surface, a spiral female screw is disposed on the inner peripheral surface, and a center hole of the stator assembly A rotor housed in the cylinder, and integrally formed with the yoke support member by injection molding of the resin, and rotatably supporting the rear end side of the cylindrical rotor at the rear end side of the cylindrical stator assembly. And the yoke support member formed by injection molding of the resin, projecting from the distal end side of the cylindrical stator assembly, forming a coaxial cylindrical shape with the stator assembly, and having an inner diameter of the stator assembly a large front section than the inner diameter of the central hole, the front portion removably mounted to a full Ronto bearing you rotatably supporting the tip side of the rotor, a bar shape, the outer peripheral surface of the rear end In an inspection method for a linear actuator, a male screw is formed, and the rear end side of the front bearing is housed in the center hole of the rotor through the center hole of the front bearing, and the male screw is screwed with the female screw. The rotor is accommodated in the center hole of the stator assembly, the front bearing is attached to the front portion, and the rear of the output shaft Based on the rotor rotation processing for exciting the pole tooth group by the winding and rotating the rotor in a state where the side is not accommodated in the central hole of the rotor, and the sound generated by rotating the rotor, And a motor characteristic evaluation process for evaluating a rotational characteristic of the rotor relative to the stator assembly.
[0022]
By taking such a method, only the rotor is rotated without the output shaft, so that only the sound generated by the rotation of the rotor can be heard, and the inspection accuracy is improved.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a linear actuator according to a first embodiment of the present invention.
The linear actuator includes a
[0024]
In the
[0025]
Two
[0026]
A group of pole teeth of stator yokes 63a, 63b, 66a, 66b is arranged on the inner peripheral surface facing the center hole of the
[0027]
The
[0028]
On the rear end 60 b side of the
[0029]
A
[0030]
The rear end 80 b side of the rod-shaped
[0031]
A
[0032]
The
[0033]
Next, a method for manufacturing a linear actuator will be described including an inspection process with reference to FIG.
FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a linear actuator.
When manufacturing the linear actuator of FIG. 1, the
[0034]
In the stator manufacturing process P1, the stator yokes 63a and 63b in a state where the bobbin 62 around which the winding 61 is wound is sandwiched, and the stator yokes 66a and 66b in which the bobbin 65 around which the winding 64 is wound are sandwiched. Is set at a predetermined position of the mold, and for example, injection molding of a resin 68 of PBT (polybutylene terephthalate) is performed. By this injection molding, the bobbins 62 and 65 around which the
[0035]
In the rotor manufacturing process P2, a plurality of
[0036]
A motor assembly process P3 is performed after the stator manufacturing process P1 and the rotor manufacturing process P2. The motor assembly process P3 includes a rotor housing process and a motor manufacturing process. In the rotor storing step, after a plurality of magnetic poles are magnetized on the
[0037]
After the motor assembly process P3 is completed, in the motor characteristic evaluation process P4, current is passed through the
[0038]
In the output shaft mounting step P5 after the motor characteristic evaluation step P4, the rear end 80b side of the
[0039]
The linear actuator of the present embodiment as described above has the following effects.
(1) Since the
(2) When the
[0040]
(3) Since the
(4) Since the rotational characteristics of the
[0041]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a sectional view showing a linear actuator according to the second embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG.
[0042]
In this linear actuator, the
The
[0043]
The
[0044]
In such a linear actuator of this embodiment, since the
[0045]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. As a modification thereof, for example, the
[0046]
【The invention's effect】
As described above in detail, the stator assembly, the rotor, the end plate, the front portion, the front bearing, and the output shaft are provided, and the end plate and the front portion are formed by injection molding that forms the stator support member. The shaft and the shaft of the stator assembly can be aligned with high accuracy. Further, since the rotor is rotatably supported by the end plate and the front bearing attached to the front portion, the rotational characteristics of the rotor can be evaluated without the output shaft.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a linear actuator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a linear actuator.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a linear actuator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional linear actuator.
[Explanation of symbols]
60
Claims (8)
円筒状をなして前記ステータアセンブリの中心孔に収容され、外周面には前記極歯群に所定の隙間を持って対向するマグネットが配置され、内周面には螺旋状の雌ねじが配置されたロータと、
前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの後端側で円筒状の前記ロータの後端側を回転自在に支持するエンドプレートと、
前記樹脂の射出成形により前記ヨーク支持部材と一体に形成され、前記筒状のステータアセンブリの先端側から突出すると共に該ステータアセンブリに同軸の円筒状をなし、内径が該ステータアセンブリの中心孔の内径よりも大きなフロント部と、
前記フロント部の内周に着脱自在に取付けられ、前記ロータの先端側を回転自在に支持するフロント軸受と、
棒状をなし、後端側の外周面には雄ねじが形成され、前記フロント軸受の中心孔を貫通して該後端側が前記ロータの中心孔に収納され、該雄ねじが前記雌ねじと螺合し、該先端側に回転を制御するストップピンを配した出力軸と、
前記フロント部の先端で前記出力軸を案内するハウジングと、
を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。A plurality of stator yokes having a plurality of windings and a group of pole teeth excited by the respective windings; and a yoke support member formed by resin injection molding to inseparably support the plurality of windings and the plurality of stator yokes A stator assembly having a cylindrical shape with a central hole, the pole teeth being arranged on the inner peripheral surface of the central hole,
A cylindrical shape is accommodated in the center hole of the stator assembly, a magnet facing the pole tooth group with a predetermined gap is disposed on the outer peripheral surface, and a helical female screw is disposed on the inner peripheral surface. A rotor,
An end plate formed integrally with the yoke support member by injection molding of the resin, and rotatably supporting the rear end side of the cylindrical rotor on the rear end side of the cylindrical stator assembly;
It is integrally formed with the yoke support member by injection molding of the resin, protrudes from the front end side of the cylindrical stator assembly and has a coaxial cylindrical shape with the stator assembly, and the inner diameter is the inner diameter of the center hole of the stator assembly Bigger front part,
The front portion detachably mounted an inner periphery of a full Ronto bearing you rotatably supporting the tip side of said rotor,
It has a rod shape, a male screw is formed on the outer peripheral surface on the rear end side, penetrates the center hole of the front bearing, the rear end side is accommodated in the center hole of the rotor, the male screw is screwed with the female screw, An output shaft provided with a stop pin for controlling rotation on the tip side;
A housing for guiding the output shaft at the front end of the front portion;
A linear actuator comprising:
円筒状をなし、外周面には前記極歯群と所定の隙間を持って対向するマグネットが配置され、内周面は螺旋状の雌ねじが配置されたロータを形成するロータ製造工程と、
前記ロータを前記ステータアセンブリの中心孔に収納するロータ収納工程と、
フロント軸受を前記フロント部の内周面に嵌合させ、該フロント軸受及び前記エンドプレートにより、前記ロータを回転自在に支持させるモータ製造工程と、
前記モータ製造工程の後に、棒状をなし、後端側の外周面には雄ねじが形成された出力軸を、その後端側から前記フロント軸受の中心孔を貫通させて前記雌ねじに該雄ねじを螺合させ、前記ロータの回転に応じて該出力軸を直線的に移動可能にさせる出力軸取付工程と、
前記フロント部の先端で前記出力軸を案内するハウジングを取付けるハウジング取付工程と、
を行うことを特徴とするリニアアクチュエータの製造方法。By injection molding of resin, it forms a cylindrical shape that inseparably supports a plurality of windings and a plurality of stator yokes having pole tooth groups excited by the respective windings, and the pole tooth groups are inner peripheral surfaces of the center hole. A stator assembly arranged on the stator assembly, an end plate fixed to a rear end side of the stator assembly and arranged to close at least a part of a center hole of the stator assembly, and a front end side of the cylindrical stator assembly The stator assembly that protrudes in a crown shape is formed in a cylindrical shape coaxial with a front portion whose inner diameter is larger than the inner diameter of the stator assembly, and the stator assembly, the end plate, and the front portion are simultaneously integrated with the resin. A stator manufacturing process to be molded ;
A rotor manufacturing process in which a cylindrical shape is formed, a magnet facing the pole teeth group with a predetermined gap is disposed on the outer peripheral surface, and an inner peripheral surface forms a rotor in which a helical female screw is disposed;
A rotor housing step of housing the rotor in a center hole of the stator assembly;
The full Ronto bearing is fitted to the inner peripheral surface of the front portion by the front bearing and the end plate, a motor manufacturing step of rotatably supporting the row data,
After the motor manufacturing process, an output shaft having a rod shape and having an external thread formed on the outer peripheral surface on the rear end side is threaded through the center hole of the front bearing from the rear end side, and the male screw is screwed into the female thread. An output shaft mounting step for linearly moving the output shaft according to the rotation of the rotor;
A housing mounting step of mounting a housing for guiding the output shaft at the front end of the front portion;
The manufacturing method of the linear actuator characterized by performing.
前記ステータアセンブリの中心孔に前記ロータが収容されると共に前記フロント軸受が前記フロント部に取付けられ、且つ、前記出力軸の後端側が前記ロータの中心孔に収納されていない状態で、前記巻線により前記極歯群を励磁して前記ロータを回転させるロータ回転処理と、
前記ロータを回転させることにより発生する音に基づき、前記ステータアセンブリに対する前記ロータの回転特性を評価するモータ特性評価処理と、を行うことを特徴とするリニアアクチュエータの検査方法。A plurality of stator yokes having a plurality of windings and a group of pole teeth excited by the respective windings; and a yoke support member formed by resin injection molding to inseparably support the plurality of windings and the plurality of stator yokes A stator assembly in which the pole tooth group is arranged on the inner peripheral surface of the center hole and a cylindrical shape, and the outer peripheral surface has a predetermined gap in the pole tooth group. Facing each other, a spiral female screw is arranged on the inner peripheral surface, the rotor housed in the center hole of the stator assembly, and the yoke support member are integrally formed by injection molding of the resin, An end plate that rotatably supports the rear end side of the cylindrical rotor on the rear end side of the cylindrical stator assembly, and the yoke support member formed integrally with the resin by injection molding. The stator assembly projects from the front end side of the stator assembly and has a coaxial cylindrical shape. The front portion has an inner diameter larger than the inner diameter of the center hole of the stator assembly, and is detachably attached to the front portion. a full Ronto bearing you rotatably supporting the tip side, a bar shape, the male screw is formed on the outer circumferential surface of the rear end side, the center hole of the rear end side through the center hole of the front bearing said rotor In an inspection method of a linear actuator comprising: an output shaft that is housed in an output shaft in which the male screw is screwed with the female screw.
In the state where the rotor is housed in the center hole of the stator assembly, the front bearing is attached to the front portion, and the rear end side of the output shaft is not housed in the center hole of the rotor, Rotor rotation processing for exciting the pole teeth group to rotate the rotor,
A linear actuator inspection method, comprising: performing a motor characteristic evaluation process for evaluating a rotational characteristic of the rotor relative to the stator assembly based on a sound generated by rotating the rotor.
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